粒度分析新技術(shù)在土壤和地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用

2022-04-07 11:26:57

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1.粒度的定義

顆粒的大小叫做粒度，通常用顆粒的直徑（粒徑）來描述顆粒的粒度。但就顆粒直徑而言, 其物理意義有很大的不同，在沉積學(xué)中的顆粒有以下5 種定義:

（1）篩析直徑：顆粒所能通過的小正方形孔徑[1]。

（2）等效沉速徑：在流體中, 與沉積顆粒具有相同自由沉降速度的同質(zhì)球體的直徑。

（3）視直徑：在顆粒規(guī)定的方向上所測定的直徑。一般測定長或短直徑。

（4）等效體積徑：與所測顆粒具有相同體積的同質(zhì)球形顆粒的直徑，激光法所測粒徑就是等效體積徑。

2.在土壤和地質(zhì)中的粒度測試技術(shù)與方法

（1）篩析法:篩析法是分析細(xì)礫和砂的主要方法。通常取篩析樣品50 g , 在震篩機(jī)上篩約10min, 然后分級稱重。篩析法設(shè)備簡單，但不適宜用于分析粉砂、粘土顆粒。

（2）激光粒度分析儀法：激光粒度分析儀法是在20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種有效、快速測定粒度的方法, 具有精度高、快速、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)[2]。

（3）圖像分析法:圖像分析法的原理是將顯微鏡下的顆粒圖像采集到計(jì)算機(jī)中, 在計(jì)算機(jī)上對顆粒的二維顆粒圖像進(jìn)行測量統(tǒng)計(jì)、處理。隨著成像技術(shù)的進(jìn)步這種分析法法的越來越多地用于土壤和地質(zhì)的顆粒分析。

（4）綜合法：對于寬分布的土壤樣品，一般用篩析法+激光粒度分析法組合分析，并通過專用軟件合成的粒度分布報(bào)告。附表是篩析法+百特粒度儀聯(lián)合測試的碎屑巖粒度分析報(bào)告。

3. 粒度分析的應(yīng)用

沉積物的粒度分布主要受搬運(yùn)介質(zhì)、搬運(yùn)方式、沉積環(huán)境等因素影響。因此, 通過對沉積物粒度分布研究可了解沉積物所處的沉積環(huán)境。

沉積物的粒度成分按搬運(yùn)方式不同可分為懸浮質(zhì)、跳躍質(zhì)和牽引質(zhì)。懸浮質(zhì)粒度一般在0.1mm 以下，跳躍質(zhì)是靠近河床底層的沙, 粒度在0.15mm 至1.0mm ，牽引質(zhì)因顆粒粗故貼在底面上滑動(dòng)或滾動(dòng)，粒度一般大于1mm。沉積物粒度分布是物質(zhì)來源、沉積區(qū)水動(dòng)力環(huán)境、輸移能力和輸移路線的綜合反映。根據(jù)粒度分析資料對沉積物類型進(jìn)行分類及命名, 得出的沉積物類型分布規(guī)律, 用于判別沉積環(huán)境的水動(dòng)力條件[3]。

丹東百特研制的激光粒度儀具有測試準(zhǔn)確、量程寬、操作簡便、測試速度快等特點(diǎn)。各類圖像儀能夠測量粒度、長徑比、圓形度等指標(biāo)，并可以保存單顆粒圖像，方便查詢和分析，完全可以滿足各類土壤及沉積物粒度測量需求。